2023年计算机组成原理实验报告3

《计算机组成原理》课程

实验报告

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学生姓名：_________________

指导老师：________________

成绩评估：_________________________

五邑大学计算机学院计算机组成原理实验室

实验三

实验日期：2023-12-01

一、实验名称：

微程序控制器实验

二、实验目的：

掌握微程序的编制、写入、观测微程序的运营情况，了解微程序流程原理。

三、实验原理：

微程序控制器的基本任务是完毕当前指令的翻译和执行，即将当前指令的功

能转换成可以控制硬件逻辑部件工作的微命令序列,以完毕数据传输和各种解决

操作。它的执行方法就是将控制各部件动作的微命令的集合进行编码，即将微命

令的集合仿照机器指令同样，用数字代码的形式表达，这种表达称为微指令。这

样就可以用一个微指令序列表达一条机器指令，这种微指令序列称为微程序。微

程序存储在一种专用的存储器中，该存储器称为控制存储器。

微程序流程图:

00

二进制代码表:

地址十六进制高五位S3-SOA字段B字段C字段MA5-MA0

000000000000000000000000000001

01

01007000000000111000001110000

700

040024000000000010010000000101

50

0504B201000001001011001000000001

300014000000000001010000000100

04

3218300000000011000000000001

0111

332804001010000000010000000001

01

35000000000000000000000110101

350

四、实验设备：

TD-CMA实验系统一套

五、实验环节：

1、对微控器进行编程(写)

(1)将时序与操作台单元的开关KK1置为'停止'档，KK3置为‘编程'档,KK4置为'控

存'档,KK5置为‘置数’档。

(2)使用CON单元的SD05-SD00给出微地址,IN单元给出低8位应写入的数据，连续两次

按动时序与操作台的开关ST,将IN单元的数据写到该单元的低8位。

(3)将时序与操作台单元的开关KK5置为‘加1'档。

(4)IN单元给出中8位应写入的数据，连续两次按动时序与操作台的开关ST,将IN单元

的数据写到该单元的中8位。IN单元给出高8位应写入的数据，连续两次按动时序与操

作台的开关ST,将IN单元的数据写到该单元的高8位。

(5)反复(1)(2)(3)(4)四步，将二进制代码表的微地址(地址和十六进制)写入芯片中。

2、对微控器进行校验(读)

(1)将时序与操作台单元的开关KK1置为‘停止’档,KK3置为'校验'档,KK4置为'控

存’档,KK5置为‘置数’档。

(2)使用CON单元的SD05-SD00给出微地址,连续两次按动时序与操作台的开关ST,MC

单元的指数据指示灯M7-M0显示该单元的低8位。

(3)将时序与操作台单元的开关KK5置为‘加1'档。

(4)连续两次按动时序与操作台的开关ST,MC单元的指数据指示灯M15-M8显示该单元

的中8位,MC单元的指数据指示灯M23-M16显示该单元的高8位，

(5)反复(1)(2)(3)(4)四步,完毕对微代码的校验，假如校验出微代码写入错误，重新写入,

校验,直至确认微指令的输入无误为止。

3、运营微程序

(1)将时序与操作台单元的开关KK1,KK3置为‘运营’档，按动CON单元的CLR按钮,

将微地址寄存器(MAR)清零,同时也将指令寄存器(IR)、ALU单元的暂存器A和暂存器

B清零。

(2)将时序与操作台的单元的开关KK2置为‘单拍’档，然后按动ST按钮，观测Tl,T2,

T3,T4节拍变化。

(3)按动CON单元的CLR按钮，清微地址寄存器等，并将时序与操作台的开关KK2置为'单

步’档。

(4)置IN单元的数据为00000001,按动ST按钮，当MC单元后续地址显示为0000001时，

在CON单元的SD27—SD20模拟给出IN指令00100000并继续单步执行，当M

C单元后续地址显示为0000001时，说明当前指令已经执行完毕，在CON单元的S

D27-SD20给出ADD指令00000000,接下来在CON单元的SD27-SD20给出OU

T指令00110000,并继续单步执行，当MC单元后续地址显示为0000001时，观测OUT

单元显示数据是否为02。

六、实验结果

实验中所置微地址为00000001(01)，连续运营后,OUT单元显示数据为02,可

知操作对的。

七、分析讨论

指令的输入和时序的控制对数据结果的影响很重要，所以对微地址的输入要

进行校验,时序控制几乎在每一个环节中都要进行，所以把握好微地址和时序信号,

是实验结果对的的前提。根据程序流程图可以知道，通过了IN、ADD、OUT指

令的执行后，输出的数据为本来数据的两倍，所以写入数据为00000001,读出的数

据为02。

八、心得体会

通过本次实验，我了解了微程序控制器的功能、组成知识，知道了指令格式

和各字段功能，掌握了微程序的编制、写